基于近似计算技术的FPRM逻辑功耗优化

提出了一种基于近似计算技术的FPRM逻辑功耗优化的算法, 该算法包括基于信号概率和跳变密度的固定极性Reed-Muller(Fixed Polarity Reed-Muller, FPRM)函数动态功耗模型, 基于遗传算法的以功耗优化为导向的RM逻辑极性搜索方法, 以及利用双锐积运算的RM逻辑错误率计算方法. 在错误率的约束下, 通过有选择性地删减部分乘积项, 实现功耗优化. 提出的算法用C语言实现, 并用MCNC Benchmark电路测试. 结果表明: 与原始FPRM电路功耗相比, 在平均错误率为3.21％时, 电路动态功耗平均减少了22.77％.     

基于遗传算法的电压岛感知的多电压分配

功耗是当前SoC设计所面临的最大挑战之一,多电压设计是一种降低SoC芯片功耗的有效方法.在后布局阶段应用多电压设计,首先对现有电源网络复杂性度量方法进行改进,然后提出了一个同时考虑功耗、电源网络复杂性及电平转换器的新目标函数,并采用遗传算法进行最优电压分配.对GSRC测试电路的实验结果表明,所提出的算法不仅能有效降低芯片功耗,同时可以将多电压设计的额外开销控制在一个较低的水平.此外,改进的电源网络复杂性度量方法在功耗节省和电平转换器数量方面较已有的有一定的优势.     

基于DNSGA-Ⅱ算法的三值FPRM电路面积与功耗优化

针对三值FPRM电路面积与功耗综合优化问题,提出一种基于差分非支配排序遗传算法(Differential Non-dominated Sort Genetic Algorithm Ⅱ,DNSGA-Ⅱ)的最佳极性搜索方案.首先在DNSGA-Ⅱ算法中,随机抽取种群个体进行高斯变异而产生变异群体.从Pareto非劣解集和变异群体中抽取父代进行二项式交叉产生子代群体,从而维持算法的多样性.然后,结合DNSGA-Ⅱ算法与三值FPRM电路极性转换技术和低功耗技术,搜索电路面积与功耗的最佳极性.最后对MCNC Benchmark电路进行测试,与GA和NSGA-Ⅱ算法搜索到的结果相比,DNSGA-Ⅱ算法获取的最佳极性电路功耗平均减小19.53%和15.08%,面积平均节省9.01%和6.05%.     

抗功耗攻击的密码运算部件辅助设计技术

在识别密码算法部件中可被功耗攻击的漏洞的基础上,提出了量化评估密码算法部件防护能力的计算方法,该方法可指导设计者在设计过程中验证和改进密码算法的具体实现.本文以成功实施功耗攻击所需的样本数来衡量密码算法部件的防护能力,统一定义了各种不同强度的功耗攻击的信噪比,提出了估算瞬态功耗概率分布的算法,以及估算所需样本数的计算方法.结合识别功耗攻击漏洞和防护能力的量化评估,设计实现了抗功耗攻击的DES算法部件,实验结果验证了所提出的辅助设计技术的有效性.     

基于自适应遗传算法的OFDMA资源分配

针对OFDMA系统,提出了基于边缘自适应(MA)准则的子载波分配算法,该算法基于一种新颖的自适应遗传算法.在新算法中的交叉概率、变异概率随着群体适应度的改变而改变,同时在该算法的初始种群中加入优秀基因的个体,使得算法快速收敛,并能搜寻到优秀的子载波分配方案.仿真结果表明:新算法与已有分布式算法、遗传算法相比较,在性能上有较大的改善,并远优于静态的频分多址资源分配方式.     

基于遗传算法的多核支持向量机的参数优化

提出了利用遗传算法对多核支持向量机的权系数进行寻优的方法GA-MKL,先选择表现能力最好的参数的单核构成多核,再利用遗传算法来对多核的核系数来寻优.采用该算法在UCI标准数据集上进行了实验,结果表明,该算法为多核SVM的系数选择提供了一种可行的方法.与单核SVM相比,该方法具有更好的分类能力,和其他多核学习算法相比,性能也有一定的提高.     

基于模拟退火遗传算法的三值FPRM电路功耗优化

在三值FPRM(Fixed-Polarity Reed-Muller)逻辑函数中,n变量函数有3ⁿ个固定极性.针对不同极性下FPRM电路功耗不同的特点,研究了三值FPRM逻辑表达式,提出一种基于模拟退火遗传算法的三值FPRM电路功耗优化方法.首先,根据三值逻辑函数表达式和开关信号传递理论,建立三值FPRM电路功耗估计模型;再利用模拟退火遗传算法对三值FPRM电路进行功耗最佳极性搜索,得到了功耗最低的FPRM电路;最后对13个MCNC Benchmark电路进行仿真.结果表明:与0极性相比,搜索到的最佳极性功耗平均节省了73.98%.     

基于支持向量机对种群特征回归分析的自适应遗传算法

在分析标准遗传算法易发生早熟收敛的基础上,提出了遗传算法种群特征代间海明距离的概念,代间海明距离可以较好的反映算法运行的总体与动态性能.应用支持向量机对遗传算法的代间海明距离进行了回归分析,遗传算法依据回归分析结果调整其整体优化策略,同时依据算法当前运行情况自适应调整种群的多样性,有效地避免了遗传算法的早熟收敛.数值实验结果表明,该改进算法搜索整体性较强,搜索效率优于标准遗传算法,提高全局优化能力.     

自适应演化硬件系统中遗传算法内核设计

根据基于演化的自适应系统的体系架构,将与具体应用相对独立的遗传算法操作部分取出来,结合算法的操作流程,设计了一个与应用无关的、能够独立完成遗传算法操作的GAK(遗传算法内核).采用VHDL(超高速集成电路硬件描述语言)语言描述的状态机来实现该设计,其中种群规模、染色体长度等参数均可配置.采用Xilinx的Vl000FG680、速度等级为-6的EPGA(现场可编程门阵列)来实现GAK,其中染色体长度为8位、适应度值为16位、种群规模为256,此时该设计的综合结果为:占用资源为485个片(Slice),时钟频率为48.51MH.进而在GAK上仿真求解了多项式函数的极值优化问题，从而验证了设计的有效性.     

基于近似逻辑的不完全指定FPRM函数的功耗优化

基于精确逻辑的逻辑综合和优化方法已有广泛的研究. 但有时并非需要精确逻辑, 从而可利用这种特性进行关键指标的综合和优化. 本文提出了基于近似逻辑的不完全指定固定极性Reed-Muller (Incompletely Specified Fixed Polarity RM, ISFPRM)逻辑函数的逻辑优化方法. 首先建立基于二级逻辑的功耗估算模型和近似电路的设计效能评估模型, 然后提出基于近似逻辑的ISFPRM函数的优化算法, 并用遗传算法加以实现. 所提算法应用于MCNC标准电路进行测试, 结果表明在一定的面积约束下, 电路每增加1%的误差率获得12%~18%的功耗优化     

一种WiMAX上行可变步长功率的控制算法

功率控制技术是无线通信系统需实现的关键技术,根据IEEE802.16协议要求和WiMAX系统同频干扰特性,WiMAX系统上行链路需要一种合理的功率控制算法.因此,通过改进传统闭环功率控制算法,使得算法中功率控制步长可根据上行链路信道质量而改变,并由此得到一种应用于WiMAX系统上行链路的可变步长功率控制算法.最后通过仿真对比得到算法收敛因子的合理取值,验证了可变步长功率控制算法可有效提高功率控制精度和收敛速度.     

低功耗XOR门的快速分解技术

为了在相对短的时间内得到基于XOR门电路的最优结构，并达到功耗优化的目的，以XOR门输入信号的概率为依据进行低功耗分解，提出了一种新的基于XOR门的电路功耗优化技术．实验结果表明：提出的算法能在更短的时间内实现功耗优化，且比现有的方法最多可提高8．9％，同时也证明了提出的算法在功耗节省方面比其他同类算法更有效．     

基于无线传感器网络的环境监测系统

针对当前城市环境保护与在线监测的需要，提出了一种利用具有自组织特性的无线传感器网络（wireless sensor networks, WSN）对温度、湿度和噪声等环境变量进行在线监测的方法．该方法采用了对等式网络体系结构、低功耗微小网络节点、基于拓扑树的网络初始化配置算法以及基于地理位置特性的路由算法，不仅解决了传统监测方法中网络布线复杂、精度有限的问题，而且具有实时性和容错性强等特点．仿真结果表明，在1000个节点、通信距离为100m的条件下，监测数据延迟时间〈600ms，较好地满足了实时环境监测的要求。     

一种功控状态保持低功耗C单元设计

提出了一种新的具有状态保持功能的功控低功耗C单元, 该C单元采用高阈值NMOS管作为功控开关, 以减小C单元休眠期间的漏功耗, 并利用交叉耦合的高阈值反相器构成数据保持单元, 保持电路休眠状态时的数据. 版图后仿真结果表明: 该C单元具有正确的逻辑功能, 与传统弱反馈C单元相比, 其漏功耗下降86.6%, 动态功耗下降7.6%, 可在基于功控技术的低功耗异步电路设计中应用.     

一种新的DS-UWB多用户接收机

随着超宽带（UWB）技术的发展与繁荣,UWB系统的多址接入问题已成为一个新的研究热点．因为多用户检测可以增加多址UWB通信系统的容量,所以本文提出一种适用于DS-UWB系统的混合多用户接收机．该接收机将作者提出的改进遗传算法（IGA）与并行干扰消除（PIC）多用户接收机相结合,可进一步消除多用户干扰,提供更好的检测性能。改进的遗传算法基于Hamming球形解空间的概念,采用一种简单而有效的种群初始化方法,可更充分地利用输入染色体携带的信息．仿真结果表明,本文提出的多用户接收机具有更好的检测性能和抗远近干扰能力．     

基于遗传操作的延迟和度约束的多播路由启发式算法

基于启发式思想的简单性和路径相似性原理，采用遗传算法的交叉和变异操作，提出了一种快速的满足延迟和度约束的最小费用多播路由树的生成算法(DDCMRA)，以解决直接修改延迟约束或者度约束多播路由算法时寻优时间长、并且可能导致部分目的节点因不能满足延迟或者度约束而不能加入多播的问题．仿真结果显示。该算法获得的多播路由树满足延迟和度约束，费用较少，运行时间接近CSPT和RA算法．该算法也为动态多播路由树生成和网络负载平衡提供了一种方法．     

配电网无功补偿容量及位置的优化研究

结合配电网的特征,建立了配电网无功优化的数学模型,采用N点分散补偿法对配电网无功补偿的最佳位置进行了研究,采用遗传算法对配电网无功补偿最佳容量和有载调压变压器分接头最佳档位进行了研究,编制了基于N点分散补偿法和遗传算法的配电网无功优化软件.以新疆某配电网为算例的计算结果表明:N点分散补偿法可确定补偿位置;遗传算法可确定变压器分接头档位,且在补偿容量和减少线损方面优越于N点分散补偿法.